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DE1645444A1 - Ionogene Polymerisation von Lactamen - Google Patents

Ionogene Polymerisation von Lactamen

Info

Publication number
DE1645444A1
DE1645444A1 DE19651645444 DE1645444A DE1645444A1 DE 1645444 A1 DE1645444 A1 DE 1645444A1 DE 19651645444 DE19651645444 DE 19651645444 DE 1645444 A DE1645444 A DE 1645444A DE 1645444 A1 DE1645444 A1 DE 1645444A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polymerization
lactams
promoter
lactam
compounds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19651645444
Other languages
English (en)
Inventor
Van Beveren Johannes
Van Mourik Johannes
Duynstee Eduard Frans Jozef
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stamicarbon BV
Original Assignee
Stamicarbon BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stamicarbon BV filed Critical Stamicarbon BV
Publication of DE1645444A1 publication Critical patent/DE1645444A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14Lactams
    • C08G69/16Preparatory processes
    • C08G69/18Anionic polymerisation
    • C08G69/20Anionic polymerisation characterised by the catalysts used

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Description

Kennzeichen 1686 V -..,.,,.-. ,.
STAMICARBON N.V., HEERLEN (die Niederlande) lonogene Polymerisation von Lactamen
Die Erfindung betrifft die ionogene Polymerisation von Lactamen.
Bekanntlich kann die ionogene Polymerisation von Lactamen, welche gewöhnlich mit einer Alkalimetallverbindung als Katalysator durchgeführt wirdρ durch Zusatz eines Promotors beträchtlich beschleunigt werden. Dabei kttnnen als Promotor Stickstoffverbindungen, wie Isocyanate, Carbodiimide, Cyanamide und im allgemeinen Verbindungen mit einem an Carbonyl-, Thiocarbonyl-, Sulfonyl- oder Nitrosogruppen gebundenen, tertiären Stickstoffatom Anwendung finden. Durch den Zusatz dieser Promotoren lässt sich die Polymerisation in kurzer Zeit durchführen bei Temperaturen, die unter dem Schmelzpunkt des Polymeren liegen, so dass aus Lactamen, deren Molekül mindestens 6 Kohlenstoffatome im Ring enthält, ein festes Produkt erhalten werden kann, das die Form des Reaktionsraums, in dem die Polymerisation durchgeführt wurde, angenommen hat.
Es wurde nunmehr gefunden, dass gute Ergebnisse erzielt werden in einem Polymerisationsvorgang, in dem ein Lactam oder ein Gemisch aus Lactamen in Anwesenheit eines Promotors einer ionogenen katalytischen Polymerisation unterzogen wird, wenn als Promotor eine Verbindung mit einer Struktur angewandt
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wirdj in der die Atomgruppierung :
C -C = O
O = C-C
R3
R4
vorkommt.
(Hierin bezeichnen R , R , R und R dieselben oder unterschiedliche Kohlen-
X α ο 4
wasserstoffgruppen).
Im allgemeinen können Kohlenwasserstoffverbindungen von Cyclobutan.1.3, dion mit der genannten Struktur, welche ferner noch Halogen- und/oder Stickstoffatome enthalten können, als Promotor angewandt werden. Beispiele dieser Verbindungen sind: 2.4.bis(Dimethy.l)-eyelobutan.l.3.dion und 2.4.bis(Diäthyl)-cyclobutan.1.3.dion.
Vorzugsweise werden cyclische Kohlenwasserstoffverbindungen mit der genannten Struktur, die sogenannten Spiro-Verbindungen, benutzt. Mit Hilfe dieser Verbindungen wird die Polymerisation beträchtlich beschleunigt und das Polyamid innerhalb sehr kurzer Zeit, meistens nach wenigen Minuten, erhalten. Beispiele solcher Verbindungen sind: Dispiro (5.1.5.1) tetradecan. ψ 7.14.dion und Dispiro(4.1.4.1)dodecan.6.12.dion.
Bei der ionogenen katalytischen Polymerisation von Lactamen wird der Promotor in Kombination mit einem Katalysator angewandt. Bekannte Katalysatoren für diese Polymerisation sind z.B.: Lactammetallverbindungen, welche ein an das Stickstoffatom gebundenes Metallatom enthalten, wie Natriumcaprolactam, und Stoffe, aus denen durch Reaktion mit einem Lactam solche Lactammetallverbindungen entstehen, z.B. Triisopropylaluminium, Diäthylzink und Alkalimetallalkyle, ferner Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und alkalisch reagierende Verbindungen dieser Metalle, wie Hydride, Oxyde, Hydroxyde und
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~3~ 1645U4
Carbonate, sowie Grignard-Verbindungen, wie Alkylmagnesiimbromid und Arylmagnesiumbromid.
Die anzuwendende Katalysatormenge kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. Gewöhnlich werden 0,1-3 Mol.%, bezogen auf die zu polymerisierende Menge des Monomeren, angewandt, es kann aber auch mit grösseren Mengen von z.B. 5-10 Mol.%, gearbeitet werden.
Auch die anzuwendende Promotormenge kan variiert werden. Finden grosse Mengen, z.B. mehr als 10 Mol.%, Anwendung, so wird ein niedrigerer Polymerisationsgrad erreicht als beim Gebrauch geringer Mengen. Gewöhnlich werden 0,05 - 2 Mol.% Promotor, bezogen auf das Lactam, benutzt.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens lässt sich das Lactam auf einfache Weise mit dem Katalysator und dem Promotor mischen. Vorzugsweise wird das Lactam geschmolzen, der Katalysator in der Schmelze verteilt und das Gemisch auf die Eolymerisationstemperatur erhitzt, worauf der Promotor zugesetzt wird.
Die Temperatur, bei der die Polymerisation durchgeführt wird, kann innerhalb des für die ionogene Polymerisation von Lactamen üblichen Temperaturbereiches von 90 - 250 C liegen. Vorzugsweise wird eine Anfangstemperatur von 90 - 150 C angewandt, während wegen der exothermen Polymerisationsreaktion die Temperatur während der Reaktion ansteigen kann, meistens aber unterhalb 200 - 215 C bleibt. Bei diesen Temperaturen ist die Polymerisation gewöhnlich in weniger als einer Stunde, oft in weniger als einer halben Stunde beendet.
Bei Anwendung einer Temperatur, welche zwischen dem Schmelzpunkt des Monomeren Lactam und dem des zu gewinnenden Polymeren liegt, werden bei der Polymerisation feste, makromolekulare Endprodukte erhalten und zwar als Formgegenstände, deren Abmessungen denen des Reaktionsraums, in dem die
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Polymerisation durchgeführt wurde, entsprechen.
Bei der Polymerisation kann von einem omega-Lactam, wie Butyrolactam, Caprolactam, Onantholactam, Caprylolactam, Decyllactam, ündecyllactam oder Laurinolactam, ausgegangen werden, es können aber auch Gemische von zwei, drei oder mehr Lactamen polymerisiert werden. Beim Polymerisieren von Gemischen werden Copolyamide erhalten, z.B. Onantholactam-Caprolactam-Laurinolactam-Copolyamid, Laurinolactam-Onantholactam-Copolyamid, Undecyllactam-Caprolactam-Copolyamid, Caprolactam-Caprylolactam-Laurinolactam-Copolyamid, Laurinolactam-Caprolactam-Copolyamid, Butyrolactam-Caprolactam-Copolyamid. Die Struktur und die Eigenschaften der Copolyamide können durch die Zusammensetzung des Gemisches von Monomeren, von denen ausgegangen wird, beeinflusst werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann ferner dienen zur Herstellung besonderer Produkte. Dazu können ein oder mehr Stoffe, welche das Aussere und/oder die Eigenschaften des Polymerisationsproduktes beeinflussen, auf einfache Weise mit dem Ausgangsstoff gemischt werden. So können z.B. Farbstoffe urid/oder allerhand Füllstoffe, wie Holzmehl, Carborund, Russ, Schieferpulver, Feinkohle und Koksgrus in der Lactamsehmelze verteilt werden. Natürliche und/oder synthetische Fasern, Garne und/oder daraus hergestellte Gewebe können gleichfalls in der Lactamsehmelze verarbeitet werden. Ferner können der Lactamsehmelze makromolekulare Produkte, z.B. Polystyrol, Polyformaldehyd, Polypropylen, Polyäthylen und Polyamid, sowie Polykondensationsprodukte von Aldehyden mit Phenol, Melamin und/oder Harnstoff zugesetzt werden, wodurch makromolekulare Produkte mit besonderen Eigenschaften erhalten werden können.
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Beispiel
Die Polymerisation erfolgt in einem Glaszylinder (Durchmesser 2,5 cm), in dem ein Stab angefertigt wird. Der Zylinder ist in einem Ölbad angebracht, dessen Temperatur auf 150 C gehalten wird.
Ein geschmolzenes Gemisch aus 30 g e-Caprolactam und 0,6 g Kaliumcaprolactam wird in den Zylinder gebracht, während mit Hilfe eines Einführungsröhrchens ein Stickstoffstrom durch die Flüssigkeit geleitet wird.
Anschliessend wird als Promotor 0,3 Mo.1.% Dispiro (5.1.5.1)
tetradecan.7.14.dion zugesetzt; nach 30 Sekunden wird der Stickstoffstrom eingestellt und das Einführungsröhrchen entfernt. Nach 7 Minuten wird der ge- m bildete Stab aus dem Zylinder herausgenommen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Polymerisieren von Lactamen, bei dem ein Lactam oder ein Gemisch aus Lactamen in Anwesenheit eines Promotors einer ionogenen kata-Iytischen Polymerisation unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Promotor eine Verbindung mit einer Struktur angewandt wird, in der die Atomgruppierung
C-C = O
O=C-C vorkommt.
R4
(Hierin bezeichnen R , R , R und R dieselben oder unterschiedliche
J. <G d 4
Kohlenwasserstoffgruppen).
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spiro-Verbindung als Promotor angewandt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation bei zwischen dem Schmelzpunkt des Lactams oder des Gemisches
aus Lactamen und dem des Polymerisationsproduktes liegenden Temperaturen durchgeführt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehr Stoffe, welche das Aussere und/oder die Eigenschaften des Polymerisationsproduktes beeinflussen, mit dem Ausgangsstoff gemischt werden.
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DE19651645444 1964-03-04 1965-03-01 Ionogene Polymerisation von Lactamen Pending DE1645444A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL6402132A NL6402132A (de) 1964-03-04 1964-03-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1645444A1 true DE1645444A1 (de) 1970-10-22

Family

ID=19789464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19651645444 Pending DE1645444A1 (de) 1964-03-04 1965-03-01 Ionogene Polymerisation von Lactamen

Country Status (10)

Country Link
US (1) US3391124A (de)
AT (1) AT253220B (de)
BE (1) BE660378A (de)
CH (1) CH449965A (de)
DE (1) DE1645444A1 (de)
ES (1) ES310061A1 (de)
FR (1) FR1425819A (de)
GB (1) GB1093405A (de)
IL (1) IL23075A (de)
NL (2) NL6402132A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11518848B2 (en) 2018-08-08 2022-12-06 Sk Chemicals Co., Ltd. Polyester resin and preparation method of the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3207729A (en) * 1962-10-08 1965-09-21 Du Pont Anionic polymerization of lactams with 2, 2, 4, 4-tetramethyl-1, 3-cyclobutane dione as promoter

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US11518848B2 (en) 2018-08-08 2022-12-06 Sk Chemicals Co., Ltd. Polyester resin and preparation method of the same

Also Published As

Publication number Publication date
FR1425819A (fr) 1966-01-24
US3391124A (en) 1968-07-02
ES310061A1 (es) 1965-10-01
CH449965A (de) 1968-01-15
AT253220B (de) 1967-03-28
BE660378A (de) 1965-08-26
NL127439C (de)
GB1093405A (en) 1967-11-29
IL23075A (en) 1969-02-27
NL6402132A (de) 1965-09-06

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